Steigerung der Extrusionspressen-Effizienz durch hydraulische Modernisierung

Eine wachsende Herausforderung für die Extrusionspressen-Industrie ist veraltete Hydrauliktechnik. Viele Pressen nutzen nach wie vor ineffiziente und unzuverlässige Hydraulikpumpen.

Ausgangslage bei Superior Extrusion

Superior Extrusion stand vor genau diesem Problem. 1996 erwarb das Unternehmen eine gebrauchte 1.650-Tonnen-Farrel-Presse. Seit 1971 im Einsatz, hat die 7-Zoll-Presse mittlerweile über 200 Millionen Pfund Aluminiumprofile für den in Michigan ansässigen Hersteller produziert. Die Presse läuft derzeit im 10-Stunden-Einzelschichtbetrieb, eine Erweiterung auf zwei Schichten ist geplant.

In einer Aluminium-Extrusionspresse dieser Größe sind hydraulische Komponenten erheblicher und dauerhafter Beanspruchung ausgesetzt. Nach jahrzehntelanger Produktion vielfältiger Teile wurde die Hydraulikwartung – insbesondere an der Hydraulikpumpe – häufiger, was Pressenverfügbarkeit und Produktivität reduzierte.

Wie bei vielen Kunden mit ähnlichen Pumpenmodellen wurden Ersatzteile nahezu unmöglich zu beschaffen und qualifizierte Techniker immer schwerer zu finden. Eine Hauptfolge des Pumpenalters war die Zunahme von Hydraulikflüssigkeitslecks. Superior verzeichnete jährlich 65 bis 70 Stunden Stillstand zur Leckreparatur, zuzüglich Reparaturkosten und Eigenfertigung von Rohrleitungen und anderen Teilen.

Die Drop-In-Hydraulikpumpen-Nachrüstlösung

Superior wandte sich an Bosch Rexroth, um eine Lösung zu entwickeln, da man bereits bei anderen Hydraulikprojekten – sowohl Neuanlagen als auch Modernisierungen – zusammengearbeitet hatte. „Bosch Rexroth ist seit Jahren am Markt und hat einen Ruf für Qualität und Service. Das war uns wichtig, denn in der Extrusionsindustrie kann man bei einem Ausfall nicht einfach in den Baumarkt gehen und ein Ersatzteil vom Regal kaufen“, sagte Bradley Couture, Präsident und CEO von Superior.

Laut Michael Kramer, Press Application Engineer bei Bosch Rexroth, saß die Altpumpe auf dem Tank, saugte Öl aus dem Reservoir an und speiste das System über zwei Druckanschlüsse. Die meisten modernen Pumpen arbeiten mit nur einem Druckanschluss, sodass der Einbau einer neuen Pumpe eine Systemumkonfiguration erforderte.

Zudem benötigten Superior und Bosch Rexroth eine relativ einfache Nachrüstlösung.

Bereits vor der Zusammenarbeit mit Superior hatte das Bosch-Rexroth-Team erkannt, dass dieser Pumpentyp veraltet. Daraufhin konstruierte ihr Engineering-Team in Bethlehem, PA, gemeinsam mit Kollegen in Deutschland einen Pumpen-/Verteiler-/Steuerungs-Ersatz.

Nach 150 Teststunden im Bethlehem-Werk und über 2.000 Teststunden im Produktionsbetrieb auf einer 2.400-Tonnen-Extrusionspresse eines Rexroth-Kunden validierte das Team, dass die neue Drop-In-Lösung den Leistungs- und Zuverlässigkeitsstandards des Unternehmens entsprach.

Superiors Projekt war die erste Gelegenheit, das getestete Drop-In-Konzept anzuwenden. Herzstück war eine Rexroth A4VSO 500 Axialkolbenpumpe. „Durch Hinzufügen eines Rückschlagventils am Ende der Saugleitung und Einspritzen eines Teilfüllvolumens in die Leitung konnten wir sicherstellen, dass der Leitungsanschluss beim Start oder unter minimalen Durchflussbedingungen gefüllt ist“, erklärte Kramer.

Die Drop-In-Nachrüstung enthielt einen maßgeschneiderten Verteilerkreis, der die ältere Zweiweg-Funktion mit zwei Druckanschlüssen exakt an derselben Position wie die Altpumpe nachbildet. Zweiwege-Sitzventile leiten das Öl zum korrekten Anschluss; dieses Design bewahrte einen Großteil der bestehenden Hydraulikverrohrung und ermöglichte einfachere Installation.

Zur Steuerung des Durchflusses durch die Druckanschlüsse wurde eine HACD-digitalelektronische Steuerung so konfiguriert, dass sie die vorhandenen analogen Signale, die zuvor die Altpumpen steuerten, übernimmt und damit sowohl die A4VSO-Pumpe als auch die Steuerungsventile regelt. Dies vereinfachte die Steuerungsherausforderung beim Einbau einer neuen Hydraulikgeneration in bestehende Systeme.

Das Ergebnis war eine Drop-In-Lösung, die die Presse modernisiert, ohne die erheblichen Stillstandzeiten oder Kosten einer Komplettmodernisierung oder eines Austauschs.

Messbare Ergebnisse über Stillstandsreduktion hinaus

Die Hydraulikpumpen-Nachrüstung zeigte fast sofort messbare Ergebnisse mit signifikanten Pressengeschwindigkeitssteigerungen. „Vor der Nachrüstung lief die Presse bei rund 2.000 Pfund pro Stunde“, sagte Couture. „Jetzt läuft sie bei rund 2.400 Pfund pro Stunde, etwa 14 Prozent Steigerung.“

Die Pressengeschwindigkeit stieg so stark, dass bei einem bestimmten Werkzeug, das mit 2.800 Pfund pro Stunde lief, Superiors Ofen mit der Produktion nicht mehr Schritt halten konnte. Superior stellte fest, dass die neue Nachrüstung so viel effizienter arbeitete, dass sie 200-PS-Motoren durch energieeffizientere 150-PS-Motoren ersetzen konnten. Auch die Öltemperatur sank, was Umwelt- und Kühlkosten reduzierte.

Laut Superiors CEO bot die Nachrüstung eine einfach zu installierende, intelligente Lösung für ein hartnäckiges Problem, das Produktivität und betriebliche Effizienz des Unternehmens beeinträchtigte. Durch eine vorgefertigte Rexroth-Ersatzpumpe konnte Superior die Betriebslebensdauer der Presse mit einer kosteneffektiven Lösung verlängern, die schnell messbaren Return on Investment lieferte.

Dieser Artikel wurde von Bosch Rexroth (Bethlehem, PA) beigesteuert. Weitere Informationen finden Sie hier.